EtherNet/IPは産業用プライベート5Gに対応可能
5Gは、産業用IoT (IIoT)と産業用オートメーションの厳しい要件を満たすために、超信頼性、低レイテンシ、幅広いスペクトルオプションを念頭に置いて一から設計されています。ミリ波(mmWave)スペクトラムとプライベートネットワークにより、5Gは多数の産業用センサ、アクチュエータ、コントローラを備えた標準および安全制御アプリケーションにこれらの利点を提供します。5Gは、従来の有線による産業用ネットワーク接続を補強し、さらには置き換えることができる技術として、世界中の産業オペレーションにおいて、コスト、柔軟性、サステナビリティ(持続可能性)、市場投入までの時間という点でゲームチェンジャーとなることが期待されているのです。
サステナビリティポリシーの重要性は、あらゆる産業分野の垂直方向で高まっています。よりサステナブルなポリシーを採用することは、ビジネスにとって良いことです。拘束された固定式産業用資産(スキッド、機械、装置)は、新規設置の際に高価な配線インフラを必要とし、この材料の使用はサステナビリティの取り組みに悪影響を及ぼします。また、拘束された固定式産業用資産は、ダイナミックな市場環境に対応するための迅速な段取り替えを妨げ、産業運用のアジリティ(敏捷性)に影響を及ぼします。
しかし、世界的な大流行で、製造業全体が需要の変化に対応するために、炭酸飲料から除菌剤へ、衣類から医療用マスクへ、自動車部品から換気装置へ、といった具合に産業構造の転換を迫られました。つまり、スマートマニュファクチャリングにおけるアジリティ、効率性、レジリエンシ(回復力)、サステナビリティは、国家の重要な要請なのです。
産業用プライベート5Gは、スマートマニュファクチャリングのためのデジタルトランスフォーメーションを実現し、主要なアプリケーションのユースケースをサポートすることで、サステナビリティやアジリティなどのビジネス成果を提供します。
- コネクテッド･ワーカー･アプリケーションは、アナリティクス、デジタルツイン、拡張現実(AR)などのモバイル･デジタル･ツールによって、可視性とインテリジェンスを向上させます。
- モバイル･アセット･アプリケーションは、無人搬送車(AGV)や自律移動型ロボット(AMR)などの自律型車両により、アジリティと効率性を高めます。
- 拘束されていない固定式産業機器アプリケーションは、静的機器、回転部品(スリップリング交換)を持つ静的機器、ノマディック機器(静止中は動作、移動中は非動作)を接続するための有線インフラの必要性を減らすことで、サステナビリティを向上させることができます。また、拘束されていない固定式産業資産は、市場環境の変化に対応するために産業オペレーションを変更する時間を短縮することで、アジリティを向上させます。
産業用プライベート5Gは、製造業やプロセスオペレーションにおけるこれらのアプリケーションのユースケースを実現するのに役立つのでしょうか?
この問題に取り組むため、ロックウェル･オートメーション（産業オートメーションの業界リーダ）は、Ericsson (携帯電話ネットワーキングインフラの業界リーダ)、Qualcomm (組み込みデバイスの業界リーダ)、Verizon (大手ネットワークサービスプロバイダ)と協力しました。この共同研究では、産業用プライベート5G技術を、ロックウェル･オートメーションが使用する産業用通信技術の中核であるODVAのEtherNet/IP™で評価しました。主な学習目標は、EtherNet/IPネットワークが産業用プライベート5Gに対応できることを確認し、産業用プライベート5Gが要求の厳しいEtherNet/IPアプリケーションに対応できることを確認することでした。
以下の図は、開発したテストベッドの簡略化した表現です。これは、拘束されていない産業用資産のアプリケーションのユースケースを表しており、以下のような構成になっています。
- ロックウェル･オートメーションの標準および安全制御。GuardLogix®セーフティコントローラを搭載した1つのエリアコントローラ。FLEX 5000®標準および安全I/Oを備えた12個の分散型エリア(スキッド、マシン、または装置を表す)。注: 各分散エリアのセーフティコントローラの目的は、テストベッドのテレメトリデータを収集することだけです。
- Ericssonの無線アクセスネットワーク(RAN)インフラ。28GHz (n261)を使用するミリ波基地局、リリース15を使用するLTEバンド2、プライベート5Gコア(3GPPリリース15、NSA、オンプレミス)から構成されます。
- Qualcomm MTP。データ収集とトラフィックフロー解析のためのモバイルテストプラットフォームで、ユーザ機器(UE)と呼ばれる産業用5Gからイーサネットへのアダプタとして使用されます。
- 5Gによる産業用ネットワークの革新におけるVerizonのソートリーダシップは、将来の検証要件のロードマップを含む、要件、ターゲット機能セット、テストベッドの範囲の定義に向けて重要な貢献となりました。
